CN112550357B - 一种车载atp设备校核移动授权的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车载ATP设备校核移动授权的方法，该方法为：车载ATP设备利用电子地图，结合地面实时的信号机和道岔状态实现移动授权终点的计算，并与地面移动授权进行安全校核，选取二者最严格的作为列车移动授权的终点。与现有技术相比，本发明具有增加了列控***的安全性，保证了行车安全等优点。

Description

一种车载ATP设备校核移动授权的方法
技术领域
本发明涉及轨道交通信号控制***，尤其是涉及一种车载ATP设备校核移动授权的方法。
背景技术
在CTCS-3列控***中，车载ATP设备通过轨道电路读取器TCR实时获取当前区段轨道电路信息，并通过GSM-R网络接收地面RBC的移动授权信息，当轨道电路信息和RBC移动授权信息不一致时，车载ATP设备将取二者中最严格的作为最终移动授权终点，从而实现对列车的安全防护。在下一代列控***中，已取消轨道电路的设置，车载设备无法利用轨道电路信息校核地面设备发来的移动授权，对行车防护存在一定的安全隐患。
经过检索，中国专利公开号CN110126882A公开一种列车控制方法和***及移动授权的计算方法，以及CN107472300公开了一种移动授权计算方法，现有技术大部分都是移动授权的计算技术，但是对于移动授权如何进一步校核并未涉及。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种保障行车安全的车载ATP设备校核移动授权的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的一个方面，提供了一种车载ATP设备校核移动授权的方法，该方法为：车载ATP设备利用电子地图，结合地面实时的信号机和道岔状态实现移动授权终点的计算，并与地面移动授权进行安全校核，选取二者最严格的作为列车移动授权的终点。
作为优选的技术方案，所述的方法具体包括以下步骤：
步骤1)车载ATP设备上电并完成始化后，更新线路电子地图；
步骤2)车载ATP设备根据测速测距状态获取列车当前位置信息；
步骤3)车载电台以无线通信的方式将列车位置报告转发给RBC；
步骤4)轨旁设备根据列车位置报告判断列车当前所处车站，并根据列车运营计划或进路开放状态计算列车前方车站，将本站及前方站的信号机和道岔状态通过无线网络转发给车载ATP设备，同时RBC发送移动授权给车载ATP设备；
步骤5)车载电台将接收到的轨旁信号机和道岔状态，及RBC发来的移动授权转发给车载ATP设备；
步骤6)车载ATP设备中的车载计算机根据信号机、道岔状态结合电子地图计算移动授权；
步骤7)车载计算机选取自主计算的移动授权和RBC发来的移动授权中最严格一个监控列车运行。
作为优选的技术方案，所述的步骤1)中的线路电子地图的信息包括轨道划分、信号机位置、道岔位置及各信号点的连接关系。
作为优选的技术方案，所述的步骤2)具体包括：通过速度传感器获取速度和位移信息，通过应答器天线接收地面应答器信息进行位置校正。
作为优选的技术方案，所述的步骤2)具体还包括：使用卫星接收机设备接收GNSS卫星导航信息进行列车精确定位与位置校正。
作为优选的技术方案，所述的步骤4)中的轨旁设备利用既有轨旁设备，或根据需要新增轨旁设备用来转发信号机和道岔状态。
作为优选的技术方案，所述的步骤4)中的轨旁设备按照设定周期向车载ATP设备转发信号状态到车载设备，若地面信号出现变化则立即发送变换后状态。
作为优选的技术方案，所述的步骤6)具体为：
601)车载ATP设备根据列车当前位置，沿列车当前所在轨道向列车行驶方向进行进路搜索，根据线路电子地图文件中描述的信号点连接关系，将列车前方进路上所有信号点及信号点状态记录在列车进路序列中；
602)在直股线路，车载ATP将以列车所在位置为起点，在列车所在轨道延列车行驶方向依次记录信号点；进路搜索遇到道岔后，根据轨旁设备发来的道岔状态，查找线路电子地图中道岔状态对应的轨道，切换进路搜索轨道，将道岔及状态记录在进路序列中；
603)车载ATP进行进路搜索时，还将判断信号点状态的有效性：当信号点为信号机，信号机状态为红灯或其他非绿灯状态时，进路搜索将停止；当信号点为道岔时，道岔状态为四开、既在定位又在反位的非正常状态时，进路搜索将停在道岔前方的防护信号机处；道岔为定位或反位时，还需要判断根据道岔状态列车能否正常通过岔区，若无法通过，也认为道岔位置非法，进路搜素停在道岔前方防护信号机处；
604)进路搜索完成后，以进路序列终点作为车载ATP计算的移动授权终点。
作为优选的技术方案，所述的步骤7)具体为：车载ATP设备进行自主移动授权和RBC发来的移动授权比较，并选取其中最严格的作为最终移动授权，计算目标距离速度曲线监控列车安全运行。
作为优选的技术方案，所述的线路电子地图通过软件直接烧录到车载ATP设备，或者通过设置地面发车测试服务器，在发车前车载ATP设备与发车测试服务器通信，当校核不一致时更新车载本地存储的线路电子地图。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)通过车载电子地图和地面信号状态实现车载ATP计算移动授权，并与地面发送的移动授权进行校核，增加了列控***的安全性，保证了行车安全。
(2)在既有列控***架构基础上，仅通过新增无线消息的方式实现本方案，保证了既有列控***架构的稳定性，并可实现与既有列控***的兼容。
(3)在地面设备故障但信号状态仍能正常发送时，利用车载自主计算的移动授权监控列车正常运行，提高了***的可利用性。
附图说明
图1为车载ATP设备移动授权计算示意图；
图2为本发明的工作流程图；
图3为道岔位置无效示意图；
图4为RBC进路授权与道岔开向不一致示意图；
图5为RBC进路授权长度与信号开放不一致示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
本发明一种车载ATP设备校核移动授权的方法，实现了车载自主计算移动授权与地面移动授权的安全校核。该方法在既有列控***架构基础上，通过新增车地无线消息交互，实现将地面信号机和道岔状态发送给车载ATP设备，车载ATP设备结合车载电子地图进行进路搜索，完成移动授权的计算，与地面移动授权校核，选取严格的移动授权进行ATP防护，保障了行车安全。采用该方法进行车载ATP自主计算移动授权时，需要使用车载计算、RBC、车载电台、线路电子地图等部件。其中：车载电台安装在机柜中的合适位置，通过无线网络与RBC进行双向通信。车载设备通过直接烧录或从发车测试服务器上下载全线的线路电子地图，主要包含线路的轨道划分、信号机位置、道岔位置信息等。
适用于车载ATP设备校核移动授权的设备示意图如图1所示。
车载设备上电初始化后，车载设备引导司机核对或更新线路电子地图的数据。RBC将地面存储的电子地图版本，实时的信号机和道岔状态透明传输给车载设备，并根据车载设备位置报告和地面信号状态计算的列车移动授权，通过GSM-R网络发送出去。
车载电台以网络通信的方式将RBC发来的信息转发给车载计算机，车载计算机首先进行电子地图有效性的判断，之后根据电子地图中各信号点连接关系和信号机、道岔状态完成列车前方进路搜索及移动授权的计算。车载计算将自主计算的移动授权与RBC的发来的移动授权进行比较，取严格的移动授权终点进行目标距离曲线计算，监控列车安全运行。
本发明方案中车载电子地图可以通过软件直接烧录到车载设备，或者通过设置地面发车测试服务器，在发车前车载设备与发车测试服务器通信，当校核不一致时更新车载本地存储的电子地图。轨旁设备传递车站道岔及信号机状态可以通过既有的RBC通道透传，也可以通过其他既有服务器如TSRS或另外设置转发服务器完成。
如图2所示，本发明的具体步骤如下：
步骤一：
位于X1G上的列车，车载设备上电并完成始化后，***引导司机核对或更新线路电子地图(包括轨道划分、信号机位置、道岔位置及各信号点的连接关系等线路参数)。如果车载设备没有重新上电，此过程省略。
步骤二：
车载计算根据测速测距状态获取列车当前位置信息。通过速度传感器获取速度和位移信息，通过应答器天线接收地面应答器信息进行位置校正。也可根据需要，使用卫星接收机等设备接收GNSS卫星导航信息进行列车精确定位与位置校正。
步骤三：
车载电台以无线通信的方式将列车位置报告转发给RBC。
步骤四：
轨旁设备根据列车位置报告判断列车当前所处车站，并根据列车运营计划或进路开放状态计算列车前方车站，将本站及前方站的信号机和道岔状态通过无线网络转发给车载设备。轨旁设备可以利用既有轨旁设备如RBC或TSRS等设备，也可以根据需要新增轨旁设备用来转发信号机和道岔状态。轨旁设备按照一定周期向车载设备转发信号状态到车载设备，但地面信号出现变化是应立即发送变换后状态。
步骤五：
车载电台将接收到的轨旁信号机和道岔状态，及RBC发来的移动授权转发给车载设备。
步骤六：
以图1正线1G接车为例，轨旁设备在1G接车进路排列完成后，通过无线网络发送车站信号点状态为：进站信号机S绿灯、道岔SW1定位。车载设备根据列车当前位置，沿列车当前所在轨道向列车行驶方向进行进路搜索，根据车载电子地图文件中描述的信号点连接关系，将列车前方进路上所有信号点及信号点状态记录在列车进路序列中。
在直股线路(未经过道岔前)，车载ATP将以列车所在位置为起点，在列车所在轨道延列车行驶方向依次记录信号点；进路搜索遇到道岔后，根据轨旁发来的道岔状态，查找电子地图中道岔状态对应的轨道，切换进路搜索轨道，将道岔及状态记录在进路序列中。
车载ATP进行进路搜索时，还将判断信号点状态的有效性：当信号点为信号机，信号机状态为红灯或其他非绿灯状态时，进路搜索将停止；当信号点为道岔时，道岔状态为四开、既在定位又在反位等非正常状态时，进路搜索将停在道岔前方的防护信号机处；道岔为定位或反位时，还需要判断根据道岔状态列车能否正常通过岔区，若无法通过，也认为道岔位置非法，进路搜素停在道岔前方防护信号机处，如图2所示，X2出站信号机开放，SW2道岔反位，SW1道岔定位，车载ATP设备进行进路搜索是，发现SW1为定位时，进路搜索无法越过岔区，进路搜索终止，进路序列终点为X2出站信号机。
进路搜索完成后，以进路序列终点作为车载ATP计算的移动授权终点。
步骤七：
车载ATP进行自主移动授权和RBC发来的移动授权比较，并选取其中最严格的作为最终移动授权，计算目标距离速度曲线监控列车安全运行。分两种情况描述车载ATP计算的移动授权和RBC发来的移动授权不一致：
情况一：如图4，X信号机开放、道岔SW1开向为定位，车载ATP设备根据信号机和道岔状态搜索出的列车前方的进路序列为：(B2、X、SW1、B3)，应答器链接关系为(B2、B3)；RBC发送的应答器连接关系为(B2、B5)。二者不一致，车载以X信号机为移动授权终点。
情况二：如图5，X信号机关闭，车载ATP设备根据信号机状态搜索出的列车前方进路序列为(B2、X)；RBC发送的进路授权为3G接车，进路授权终点为3G出站信号机X2。车载计算出的移动授权要比RBC发送的移动授权短，车载ATP将选取最短的进站信号机X作为移动授权终点。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种车载ATP设备校核移动授权的方法，其特征在于，该方法为：车载ATP设备利用电子地图，结合地面实时的信号机和道岔状态实现移动授权终点的计算，并与地面移动授权进行安全校核，选取二者最严格的作为列车移动授权的终点；
所述的方法具体包括以下步骤：
步骤1)车载ATP设备上电并完成始化后，更新线路电子地图；
步骤2)车载ATP设备根据测速测距状态获取列车当前位置信息；
步骤3)车载电台以无线通信的方式将列车位置报告转发给RBC；
步骤4)轨旁设备根据列车位置报告判断列车当前所处车站，并根据列车运营计划或进路开放状态计算列车前方车站，将本站及前方站的信号机和道岔状态通过无线网络转发给车载ATP设备，同时RBC发送移动授权给车载ATP设备；
步骤5)车载电台将接收到的轨旁信号机和道岔状态，及RBC发来的移动授权转发给车载ATP设备；
步骤6)车载ATP设备中的车载计算机根据信号机、道岔状态结合电子地图计算移动授权；
步骤7)车载计算机选取自主计算的移动授权和RBC发来的移动授权中最严格一个监控列车运行。
2.根据权利要求1所述的一种车载ATP设备校核移动授权的方法，其特征在于，所述的步骤1)中的线路电子地图的信息包括轨道划分、信号机位置、道岔位置及各信号点的连接关系。
3.根据权利要求1所述的一种车载ATP设备校核移动授权的方法，其特征在于，所述的步骤2)具体包括：通过速度传感器获取速度和位移信息，通过应答器天线接收地面应答器信息进行位置校正。
4.根据权利要求3所述的一种车载ATP设备校核移动授权的方法，其特征在于，所述的步骤2)具体还包括：使用卫星接收机设备接收GNSS卫星导航信息进行列车精确定位与位置校正。
5.根据权利要求1所述的一种车载ATP设备校核移动授权的方法，其特征在于，所述的步骤4)中的轨旁设备利用既有轨旁设备，或根据需要新增轨旁设备用来转发信号机和道岔状态。
6.根据权利要求1所述的一种车载ATP设备校核移动授权的方法，其特征在于，所述的步骤4)中的轨旁设备按照设定周期向车载ATP设备转发信号状态到车载设备，若地面信号出现变化则立即发送变换后状态。
7.根据权利要求1所述的一种车载ATP设备校核移动授权的方法，其特征在于，所述的步骤6)具体为：
601)车载ATP设备根据列车当前位置，沿列车当前所在轨道向列车行驶方向进行进路搜索，根据线路电子地图文件中描述的信号点连接关系，将列车前方进路上所有信号点及信号点状态记录在列车进路序列中；
602)在直股线路，车载ATP将以列车所在位置为起点，在列车所在轨道延列车行驶方向依次记录信号点；进路搜索遇到道岔后，根据轨旁设备发来的道岔状态，查找线路电子地图中道岔状态对应的轨道，切换进路搜索轨道，将道岔及状态记录在进路序列中；
603)车载ATP进行进路搜索时，还将判断信号点状态的有效性：当信号点为信号机，信号机状态为红灯或其他非绿灯状态时，进路搜索将停止；当信号点为道岔时，道岔状态为四开、既在定位又在反位的非正常状态时，进路搜索将停在道岔前方的防护信号机处；道岔为定位或反位时，还需要判断根据道岔状态列车能否正常通过岔区，若无法通过，也认为道岔位置非法，进路搜素停在道岔前方防护信号机处；
604)进路搜索完成后，以进路序列终点作为车载ATP计算的移动授权终点。
8.根据权利要求1所述的一种车载ATP设备校核移动授权的方法，其特征在于，所述的步骤7)具体为：车载ATP设备进行自主移动授权和RBC发来的移动授权比较，并选取其中最严格的作为最终移动授权，计算目标距离速度曲线监控列车安全运行。
9.根据权利要求1所述的一种车载ATP设备校核移动授权的方法，其特征在于，所述的线路电子地图通过软件直接烧录到车载ATP设备，或者通过设置地面发车测试服务器，在发车前车载ATP设备与发车测试服务器通信，当校核不一致时更新车载本地存储的线路电子地图。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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